JP2019085740A - 桝形構造物の改修方法および補修ブロック - Google Patents

Abstract

【課題】作業時間を大幅に短縮することが可能な桝形構造物１０の改修方法および補修ブロック１３を提供する。【解決手段】地中に埋設されている桝形構造物１０の内側面に、切断刃物１４により水平方向に切込を入れる切込工程と、この切込にくさび１５を差込み、桝形構造物１０を、上部分１１と下部分１２とに分割する分割工程と、上部分１１を除去する除去工程と、下部分１２の上に補修ブロック１３を固定するブロック固定工程と、を包含する、桝形構造物の改修方法である。この改修方法により、ハツリ作業による除去が必要であった桝形構造物１０の上部分を、ハツリ作業をなくして容易に除去することができ、桝形構造物１０の改修作業に係る作業時間を低減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、桝形構造物の改修方法および補修ブロックに関する。さらに詳しくは、排水用側溝に一定間隔で設けられている、桝形構造物の改修方法、およびこの改修方法に使用されている補修ブロックに関する。

高速道路等における雨水等の排水は、その道路の側方に設けられている側溝により行われている。この側溝には一定の間隔ごとに図１０に示すような桝形構造物１０が設けられている。図１０（Ａ）は、本願での改修方法を行う前の桝形構造物の平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ矢視で示す断面図である。この桝形構造物１０の矩形開口部から側溝内水路１７の内部の清掃などのメンテナンスが行なわれる。この桝形構造物１０の開口部にはグレーチング受部２０が設けられており、このグレーチング受部２０には通常グレーチング２１が載置されている。メンテナンス作業時には、このグレーチング２１を外して作業が行われる。

高速道路は、冬季には路面凍結を防止するため凍結防止剤が路面上に散布される。この凍結防止剤には塩分が多く含まれているため、桝形構造物１０の開口部にあるグレーチング２１が腐食しやすく、この腐食とともに、グレーチング２１が嵌め込まれている桝形構造物１０の開口部周辺の腐食が進みやすい。この腐食に対し、桝形構造物１０全体を取り除くのは、周辺構造物まで取り除く必要があり、作業量が大きくなり過ぎ、作業時間も長くなる。特に高速道路では、車の進行を妨げることとなり、長期の渋滞が生じる原因ともなる。このため、桝形構造物１０の開口部周辺のみを交換することが従来行なわれている。

従来は、桝形構造物１０の開口部周辺のハツリ作業を行い、その後再度桝形構造物１０をコンクリート打設で再成形する作業を行うのが一般的であった。また、このハツリ作業を行う代わりに、特許文献１に開示されている切断装置を使用することも可能であった。

特開２０１３−１６７０５３号公報

しかるに、従来のハツリ作業で桝形構造物の開口部周辺を取り除く作業は、作業現場の養生または後片付けの作業が多く、作業時間が長くかかり、工事期間が長くかかる。これにより、工事期間中には車線を少なくする必要が生じ、自動車の走行が妨げられたり、工事渋滞が発生したりする。また、桝形構造物に対してハツリ作業を行った場合、ハツリ作業を行った面が荒れており、そのまま再度桝形構造物を成形できないという問題がある。
さらに、特許文献１に開示されている切断機を使用した場合は、切断刃物が円形状であることから、桝形の側面の４隅に切断できない場所が残存するため、そのまま桝形構造物の上部分を取り除くことができないという問題がある。この場合、桝形構造物の上部分はハツリ作業で取り除く必要があり、従来のハツリ作業の作業時間と労力は大きくは変わらない。加えて、特許文献１に開示されている切断機は、装置が大きく、比較的小規模の桝形構造物には適さないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑み、作業時間を大幅に短縮することが可能な桝形構造物の改修方法および補修ブロックを提供することを目的とする。

第１発明の桝形構造物の改修方法は、地中に埋設されている桝形構造物の内側面に、切断刃物により水平方向に切込を入れる切込工程と、前記切込にくさびを差込み、前記桝形構造物を、上部分と下部分とに分割する分割工程と、前記上部分を除去する除去工程と、前記下部分の上に補修ブロックを固定するブロック固定工程と、を包含することを特徴とする。
第２発明の桝形構造物の改修方法は、第１発明において、前記分割工程における、前記くさびの差込みは油圧作動機構により行われることを特徴とする。
第３発明の桝形構造物の改修方法は、第１発明または第２発明において、前記補修ブロックの前記下部分の上面に対向する面には、前記切断刃物の切断残存部分に対応する切欠き部が設けられていることを特徴とする。
第４発明の桝形構造物の改修方法は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記切断刃物は、前記桝形構造物の外側に筐体部が設けられている切断装置に備えられ、前記切断装置には、前記桝形構造物の矩形開口部の各辺に沿って動作可能な支持部と、該支持部から揺動可能に設けられ、前記切断刃物を回転自在に保持する回転支持部と、を備えられていることを特徴とする。
第５発明の桝形構造物の改修方法は、第４発明において、前記支持部には、前記回転支持部をねじ構造により上下に動作させる上下動作機構が設けられ、前記ねじ構造の軸心が、前記回転支持部の揺動運動の中心と一致していることを特徴とする。
第６発明の補修ブロックは、第１発明の桝形構造物の改修方法に使用される補修ブロックであって、分割された後の前記桝形構造物の前記下部分に載せられる補修ブロックであり、前記補修ブロックの前記下部分の上面に対向する面には、前記切断刃物の切断残存部分に対応する切欠き部が設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、切込工程で切断刃物により水平方向に入れられた切込にくさびを差込み、桝形構造物を上部分と下部分とに分割する分割工程があることにより、ハツリ作業による除去が必要であった桝形構造物の上部分を、ハツリ作業をなくして容易に除去することができ、桝形構造物の改修作業に係る作業時間を低減できる。
また、切断刃物による切込が入っているので、桝形構造物の下部分の上面の大部分が平坦面となっており、補修ブロックを容易に固定することができる。
第２発明によれば、分割工程におけるくさびの差込みが油圧作動機構による機械力により行われることにより、桝形構造物を上部分と下部分とに分割する分割工程の作業時間を低減できる。
第３発明によれば、補修ブロックの、桝形構造物の下部分の上面に対向する面には、切断刃物の切断残存部分に対応する切欠き部が設けられていることにより、切断残存部分を除去加工する必要がなくなり、ブロック固定工程の作業時間を低減できる。
第４発明によれば、切断装置が、矩形開口部の各辺に沿って動作可能な支持部と、この支持部から揺動可能に設けられ、切断刃物を回転自在に保持する回転支持部とを備えていることにより、回転支持部の動作の自由度が上がり、切込工程の作業時間を低減できる。
第５発明によれば、上下動作機構のねじ構造の軸心が、回転支持部の揺動運動の中心と一致していることにより、支持部の構造をコンパクトにでき、切断装置全体をコンパクトにできる。これにより省スペースでの作業が容易になる。
第６発明によれば、補修ブロックの下部分の上面に対向する面には、切断刃物の切断残存部分に対応する切欠き部が設けられていることにより、この補修ブロックを用いることで、切込工程後の桝形構造物の下部分の均し作業の時間を短縮することができ、作業後のブロック固定工程の作業時間を低減できる。

本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法により改修した後の桝形構造物の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の前段階である準備工程の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の切込工程の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の分割工程の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の除去工程の説明図であり、図（Ａ）が除去工程直後の桝形構造物の平面図、図（Ｂ）が除去工程直後の桝形構造物の正面断面図である。 本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法に使用される補修ブロックの説明図であり、図（Ａ）が平面図、図（Ｂ）が正面方向の断面図、図（Ｃ）が底面図である。 本発明の桝形構造物の改修方法に用いることができる切断装置の正面図である。 図７の切断装置の平面図である。 図７の切断装置の側面図である。 改修前の桝形構造物の説明図であり、図（Ａ）が平面図、図（Ｂ）が正面方向の断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。まず、本発明に係る桝形構造物の改修方法について説明した後、この改修方法で用いることができる切断装置３０について説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための桝形構造物の改修方法を例示するものであって、本発明は桝形構造物の改修方法を以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

＜第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法＞
本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法は、側溝に沿って、一定間隔で設けられている桝形構造物１０を改修する方法に関するものである。本実施形態では、桝形構造物の改修方法は以下のような工程から構成されている。
（ａ）切込工程
（ｂ）分割工程
（ｃ）除去工程
（ｄ）ブロック固定工程
最初に、本実施形態の桝形構造物の改修方法の前段階である準備段階を含めて以下各工程を、図面を用いて説明する。

（準備工程）
図２には、本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の前段階である準備工程を示す。図２は、図１０（Ｂ）と同じく、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ矢視で示す桝形構造物１０の断面図である。本実施形態に係る桝形構造物の改修方法の施工者は、円板形状の切断刃物１４を有する切断装置３０を用意する。この切断装置３０については、好適なものを後述するが、切断刃物１４が、地中に埋設されているコンクリート構造物である桝形構造物１０の内側面を水平方向に切断できるものであれば特に限定されない。

図２には、円板形状の切断刃物１４が回転軸の下端に取り付けられている図が示されている。切断刃物１４で切断する際には、通常水冷する必要があるので、施工者は水冷のための給水設備の準備、または本実施形態に係る改修方法のための養生などを行う。

（切込工程）
図３には、本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の切込工程の説明図を示す。図３は、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ矢視で示す桝形構造物１０の断面図である。施工者は、切断刃物１４を用いて、桝形構造物１０の内側から桝形構造物１０の内側面に水平方向に切込を入れる。すなわち切断刃物１４を、図３の紙面に向かって左側に動作させ、桝形構造物１０の鉛直部分を切断できるだけの切込を入れる。その後図３の紙面における奥行き方向または手前方向に切断刃物１４を移動させ、桝形構造物１０を上から見たときの辺の１つ全体に亘る切込を入れる。

図３では、図３の紙面に向かって、桝形構造物１０の右側の鉛直部分はすでに切込が入っている状態を示し、桝形構造物１０の左側の鉛直部分の切込を入れている状態を示している。切込は、桝形構造物１０を上から見たときの４辺全てに施工される。この際、切断刃物１４の形状は円板形状であるので、桝形構造物１０を上から見たときの４隅に切断残存部分１２ａ（図５参照）が残存する。この切断残存部分１２ａがあることで、上部分１１の位置が切断残存部分１２ａにより保持され、切断刃物１４が切込を入れた後の空間が、桝形構造物１０の上部分１１により潰されることなく残存する場合が多い。

（分割工程）
図４には、本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の分割工程の説明図を示す。図４は、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ矢視で示す桝形構造物１０の断面図である。施工者は、切込工程で設けられた切込にくさび１５の先端を差込む。くさび１５は、桝形構造物１０の対向する鉛直面のそれぞれに差し込まれる。そして、このくさび１５を桝形構造物１０の外側に向けてそれぞれ動作させることで、桝形構造物１０は、地中にそのまま残存させる下部分１２と、グレーチングがはめ込まれる上部分１１とに分割される。

くさび１５の差込み、すなわちくさび１５の桝形構造物１０の外側に向けての動作は、くさび１５の太い端部を金づちなどで打撃することにより行われる場合がある。また、好ましくは、図４に示すように、くさび１５を桝形構造物１０の対向する鉛直面のそれぞれに差込み、油圧ジャッキ１６を用いて、油圧作動機構により桝形構造物１０の外側に向けて同時にくさび１５を動作させることが望ましい。なお、くさびを差込む方向は図４に記載の方向や数に限定されるものではない。図４の紙面において、手前側や奥側に向かって差込む場合、また、対角方向に差し込む場合もある。さらには、両くさび間はねじ機構により拡張される場合もある。

分割工程におけるくさび１５の差込みが油圧作動機構により油圧力を用いて行われることにより、桝形構造物１０を上部分１１と下部分１２とに分割する分割工程の作業時間を低減できる。

（除去工程）
図５には、本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法の除去工程を示す。図５（Ａ）は、除去工程を終えた直後の桝形構造物１０の平面図であり、図５（Ｂ）は、除去工程を終えた直後の桝形構造物１０の図１０（Ａ）のＩ−Ｉ矢視で示す断面図である。除去工程では、分割工程で分割された、桝形構造物１０の上部分１１を除去する。この除去作業は、例えば上部分１１に吊り金具を取り付け、クレーンで引き上げることで行われる。除去工程後の、下部分１２の上面の４隅には、図５のドットで表した切断残存部分１２ａが残存している。

（ブロック固定工程）
図１には、本発明の第１実施形態に係る桝形構造物の改修方法により改修した後の桝形構造物１０の説明図を示す。図１は、図１０（Ａ）のＩ−Ｉ矢視で示す断面図である。また、図１には、桝形構造物１０の一部の拡大図を示している。加えて、図６には、補修ブロック１３の説明図を示す。図６（Ａ）は補修ブロック１３の平面図、図６（Ｂ）は、正面方向からの断面図、図６（Ｃ）は底面図である。

補修ブロック１３は、分割工程で分割された上部分１１とほぼ同じ形状であり、上面には、桝形構造物１０の上部分１１と同じようにグレーチング受部２０が設けられている。また下面には、その４隅に切欠き部１３ａが設けられている。この切欠き部１３ａは、切断刃物１４の切込での切断残存部分１２ａに対応する凹み部である。上下の凹み量は、切断刃物１４の厚み以上であることが好ましく、また、形状は、切断残存部分１２ａとの干渉を避けることのできる大きさであることが好ましい。

施工者は桝形構造物１０の下部分１２の上面に存在する切断残存部分１２ａ（図５参照）に、目立った突起などがある場合は、グラインダーなどで突起を取り除く。特に目立った突起などがない場合、またはグラインダーで突起を取り除いた場合はその後に、施工者は下部分１２の上面にモルタル１９を供給する。このモルタル１９が固まる前に、施工者は、補修ブロック１３をモルタル１９の上に載置する。ここで補修ブロック１３には、切欠き部１３ａが設けられているので、切断残存部分１２ａが存在しても、下部分１２の上面を均すための特段の作業をすることなく、施工者は補修ブロック１３を下部分１２の上に載置できる。

その後、施工者は下部分１２にアンカーボルト２２を下部分１２に埋め込み、このアンカーボルト２２に差し込んだボルトを用いて、ナット２３により補修ブロック１３を下部分１２に固定する。このように改修後の桝形構造物１０Ａは、下部分１２と補修ブロック１３を含んだ構成物となる。

上記のような構成の桝形構造物の改修方法では、切込工程で切断刃物１４により水平方向に入れられた切込にくさび１５を差込み、桝形構造物１０を上部分１１と下部分１２とに分割する分割工程が設けられている。このためハツリ作業による除去が必要であった桝形構造物１０の上部分１１を、大量のハツリ作業をなくして容易に除去することができ、作業者は、桝形構造物１０の改修作業に係る作業時間を低減できる。

また、切断刃物１４により切込が入っているので、桝形構造物１０の下部分１２の上面の大部分が平坦面であり、補修ブロック１３を容易に固定することができる。

さらに、補修ブロック１３の、桝形構造物１０の下部分１２の上面に対向する面には、切断刃物１４の切断残存部分１２ａに対応する切欠き部１３ａが設けられている。このため、切断残存部分１２ａを平滑にする必要がなくなり、ブロック固定工程の作業時間を低減できる。

＜切断装置３０＞
図７は切断装置３０の正面図、図８は平面図、図９は側面図である。図面は必要に応じて、断面を記載しているところがある。また図８では、ハンドル５６を省略している。

切断装置３０は、本発明に係る桝形構造物の改修方法に、好適に用いることができるものである。切断装置３０は、円板形状の切断刃物１４を桝形構造物１０の各辺に沿って動作させることで、桝形構造物１０の内側面に切込を入れることができる。

切断装置３０には、桝形構造物１０の外側に設置されている基礎部３１と、この基礎部３１に対して、相対的に動作することが可能である支持部３２と、を含んで構成されている。基礎部３１は、２本の基礎鋼材４０を備えて構成されており、作業中にはこの基礎鋼材４０は、桝形構造物１０の４辺のいずれかに平行になるように設置される部材である。基礎部３１は、４隅に設けられた水平調整部４１により、切断刃物１４が水平になるように調整される。

支持部３２は、基礎部３１に対して、水平面内の２方向に動作可能な構成である。水平面内の直交する２方向に動作可能であることにより、基礎部３１の基礎鋼材４０が、桝形構造物１０の４辺のいずれかに平行になるように設置されている場合、支持部３２は、桝形構造物１０の矩形開口部の各辺に沿って動作可能となる。

具体的には、基礎鋼材４０の長手方向に沿って第１チェーン４２が設けられ、この第１チェーン４２に噛みあっている第１スプロケット４３を、切断装置３０の使用者が回転させることで、使用者は、第１チェーン４２に沿った方向に支持部３２を動作させることができる。第１スプロケット４３の回転は、モータなどの回転機により行わせることも可能である。この方向の動作は、４つの第１ローラ５８によりガイドされている。

また、支持部３２は、図７の紙面における手前奥行き方向（図９の紙面における左右方向）に動作可能である。２本の基礎鋼材４０に垂直に第２チェーン４４が設けられ、この第２チェーン４４に噛みあっている第２スプロケット４５を、切断装置３０の使用者が回転させることで、使用者は、第２チェーン４４に沿った方向に支持部３２を動作させることができる。第２スプロケット４５の回転も、第１スプロケット４３と同様、モータなどの回転機により行わせることも可能である。この方向の動作は、４つの第２ローラ５９と、この第２ローラ５９と噛みあう、ローラガイド６０とによりガイドされている。

切断装置３０には、切断刃物１４を回転自在に保持する回転支持部３３がさらに備えられている。この回転支持部３３は、支持部３２に対して、上下動作可能に設けられているとともに、支持部３２に対して、揺動可能に設けられている。ここで「揺動可能である」とは、回転支持部３３が、支持部３２に対して水平面内で回転動作可能であり、その回転動作があらかじめ定められた範囲の角度θ内で行われていることを言う。この構成により、切断刃物１４は首振り動作が可能となっている。

支持部３２には、回転支持部３３の上下動作機構３４として、ねじ構造である台形ネジ４６と、これに対応する台形ネジナット４７が設けられている。この台形ネジ４６を、切断装置３０の上部に設けられているハンドル５６で回転させることで、台形ネジナット４７が上下する。

台形ネジナット４７の上端、および下端のそれぞれに、支持板４８が回転自在に設けられている。この支持板４８が、台形ネジナット４７に対して回転することにより、支持部３２に対して回転支持部３３が揺動可能となる。

具体的には台形ネジナット４７の外側に、揺動運動用の軸受５５が２つ上下に設けられていることで、台形ネジナット４７に対し支持板４８が回転自在となる。そして、支持板４８が回転支持部３３に固定されていることで、支持部３２に対して、回転支持部３３が揺動中心５４を中心に揺動可能となる。なお、この際、ねじ構造の軸心、すなわち台形ネジ４６の軸心は、回転支持部３３の揺動中心５４と一致する。

支持板４８には、切断刃物１４を回転させるためのモータ４９、このモータ４９の回転運動を伝達する２つのプーリ５０、およびＶベルト５１が設けられている。このプーリ５０により伝達された回転運動は、回転支持部３３の先端に設けられた切断刃物１４に伝達され、切断刃物１４が回転する。またモータ４９は、支持部３２の後方（図７の紙面のおける右側）に設けられたインバータにより駆動される。

このように切断装置３０を、水平面内の直交した２方向に動作させながら、支持部３２に対して、回転支持部３３を首振りさせ、切断刃物１４を回転させることで、桝形構造物１０の内側側面の切込を容易に行うことができる。この結果、本発明の桝形構造物の改修方法を容易に実施することができる。

１０ 桝形構造物（改修前）
１０Ａ 桝形構造物（改修後）
１１ 上部分
１２ 下部分
１２ａ 切断残存部分
１３ 補修ブロック
１３ａ 切欠き部
１４ 切断刃物
１５ くさび
３０ 切断装置
３１ 基礎部
３２ 支持部
３３ 回転支持部
３４ 上下動作機構

Claims (6)

1. 地中に埋設されている桝形構造物の内側面に、切断刃物により水平方向に切込を入れる切込工程と、
   前記切込にくさびを差込み、前記桝形構造物を、上部分と下部分とに分割する分割工程と、
   前記上部分を除去する除去工程と、
   前記下部分の上に補修ブロックを固定するブロック固定工程と、を包含する、
   ことを特徴とする桝形構造物の改修方法。
2. 前記分割工程における、前記くさびの差込みは油圧作動機構により行われる、
   ことを特徴とする請求項１記載の桝形構造物の改修方法。
3. 前記補修ブロックの前記下部分の上面に対向する面には、
   前記切断刃物の切断残存部分に対応する切欠き部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の桝形構造物の改修方法。
4. 前記切断刃物は、前記桝形構造物の外側に基礎部が設けられている切断装置に備えられ、
   前記切断装置には、
   前記桝形構造物の矩形開口部の各辺に沿って動作可能な支持部と、
   該支持部から揺動可能に設けられ、前記切断刃物を回転自在に保持する回転支持部と、を備えられている
   ことを特徴とする請求項１から３記載の桝形構造物の改修方法。
5. 前記支持部には、
   前記回転支持部をねじ構造により上下に動作させる上下動作機構が設けられ、
   前記ねじ構造の軸心が、前記回転支持部の揺動運動の中心と一致している、
   ことを特徴とする請求項４記載の桝形構造物の改修方法。
6. 請求項１記載の桝形構造物の改修方法に使用される補修ブロックであって、
   分割された後の前記桝形構造物の前記下部分に載せられる補修ブロックであり、
   前記補修ブロックの前記下部分の上面に対向する面には、
   前記切断刃物の切断残存部分に対応する切欠き部が設けられている、
   ことを特徴とする補修ブロック。

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